内容正文:
盐城市、南京市2025-2026学年度第一学期期末调研测试
高三化学
注意事项:
1.本试卷考试时间为75分钟,试卷满分100分,考试形式闭卷;
2.本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置,否则不给分;
3.答题前,务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡上。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 K 39 Fe 56
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 金属有机骨架(MOF)是一类备受关注的新型多孔材料,在气体吸附、分离等领域有广阔的应用前景。MOF-5含锌、碳、氢、氧等元素,能稳定高效捕获。下列不属于主族元素的是
A. Zn B. C C. H D. O
2. 泡沫灭火器的反应原理为。下列说法正确的是
A. 的结构示意图为 B. 中子数为8的碳原子表示为
C. 中既含离子键又含共价键 D. 的空间构型为V形
3. 配制溶液并标定未知浓度的盐酸。下列实验操作规范的是
A.溶解
B.定容
C.滴定
D.读数
A. A B. B C. C D. D
4. 下列物质性质与用途具有对应关系的是
A. 具有还原性,可作漂白剂 B. MgO熔点高,可作耐高温材料
C. 受热易分解,可作氮肥 D. 是酸性氧化物,可作光导纤维
阅读材料,完成下列小题:
氨是生产其他含氮化合物的重要原料。工业上用氮气和氢气在高温高压和催化剂存在下合成氨。氨氧化可制备硝酸,氨也是制备肼的原料(常温下为液体,燃烧热为)。液氨可以电离成和;钠和液氨反应生成,同时放出;溶于氨水后得到深蓝色溶液,加入稀硫酸又转化为蓝色溶液。
5. 下列说法不正确的是
A. 键角: B. 第一电离能:
C. 中N原子轨道的杂化类型相同 D. 还原为时,断裂键和键
6. 对于反应,下列说法正确的是
A. 上述反应的 B. 上述反应的平衡常数
C. 每生成标况下,转移 D. 该反应属于自然固氮
7. 下列化学反应表示正确的是
A. 氨催化氧化:
B. 钠和液氨反应:
C. 肼的燃烧:
D. 氨水溶解
8. 在指定条件下,下列选项所示的物质间转化表示正确的是
A.
B.
C.
D.
9. 化合物Z是一种治疗心脑血管疾病药物的中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A. X分子中所有碳原子共平面 B. 1 mol Y最多能与2 mol NaOH发生反应
C. Z分子与足量加成后产物中有4个手性碳原子 D. Z在水中溶解度比X的大
10. 一种熔融碳酸盐燃料电池原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是
A. 电极A为正极 B. 电极B上发生还原反应
C. 电池工作时,向电极B移动 D. 电极A上参与的电极反应式为:
11. 室温下,根据下列实验过程及现象,对应的实验结论不正确的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
向的盐酸中加入锌粒,产生气泡,再滴入2滴的溶液,产生气泡的速率增大
形成原电池加快化学反应速率
B
向溶液中滴加几滴溴水,振荡产生淡黄色沉淀
氧化性:
C
将1-溴丁烷、乙醇和烧碱的混合物加热,产生的气体充分水洗后,再通入酸性溶液中,溶液褪色
1-溴丁烷发生了消去反应
D
用pH试纸分别测定溶液和溶液pH,溶液pH大
结合能力:
A. A B. B C. C D. D
12. 室温下,锰钴矿渣(含Fe、Mn、Co等的氧化物)用硫酸酸浸后,提取金属元素的过程如下所示。
已知。下列说法不正确的是
A. 溶液中:
B. “沉铁”时可能发生的反应为
C. “沉钴”后溶液中:
D. “沉铁”和“沉钴”后的滤液中一定存在:
13. 丙烷与适量混合反应脱氢生产丙烯的主要反应为:
反应I
反应Ⅱ
条件下,和反应达平衡状态时,体系中、CO和的体积分数随温度变化如图所示(不考虑副反应对、CO和体积分数的影响)。下列说法正确的是
A. 曲线c表示
B. 850℃反应达平衡状态时,反应Ⅱ平衡常数
C. 其他条件不变,再充入可以提高的平衡转化率
D. 减压或使用高效催化剂有利于增大丙烯的平衡产率
二、非选择题:共4题,共1分。
14. 金纳米团簇作为一种新型材料备受关注。从精炼铜的阳极泥中回收金(Au)的流程如下所示:
已知:①硫脲易溶于水,具有还原性。②
(1)“浸取”时,硫脲作为配位剂。
①阳极泥中Au转化为的离子方程式为______。
②加入适量可提高Au的浸取率。其它条件相同,Au浸取率和溶液中的关系如图所示。当时,Au浸取率随增加而下降的原因是______。
(2)“萃取”时,用HR作为萃取剂提纯一定浓度的溶液,原理如下:。
①实验测得一定条件下Au萃取率和溶液pH的关系如图所示。
当溶液pH为4.5时萃取率最高的原因是______。
②已知一定条件下,HR萃取的分配系数为3,该条件下,向浸取液中加入25.0 mL HR溶液,充分萃取后水相中浓度为______。
(3)“置换”后,除去金粉中所含金属杂质的物理方法为______。
(4)一种最稳定的负载型纳米金团簇分子具有完美的对称性其结构如图所示,该金团簇分子中有______种不同化学环境的金原子。
15. 化合物E具有良好的抗肿瘤和抗菌活性,其一种合成路线如下:
(1)A分子中含氧官能团名称为______。
(2)C→D反应类型是______。
(3),X→C中有HCl生成。则X的结构简式为______。
(4)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式:______。
①含两个苯环,能发生银镜反应、能与溶液发生显色反应;
②碱性条件下水解后酸化,含苯环的化合物有4种不同化学环境的氢原子。
(5)已知:苯环上有烷基时,新的取代基主要取代在烷基的邻位或对位;苯环上有羧基时,新的取代基主要取代在羧基的间位。
写出以为原料合成的合成路线流程图______ (无机试剂和流程中的有机试剂任用,合成路线示例见本题题干)。
16. 铁的化合物种类繁多。
(1)Fe元素在化合物中常表现+2、+3两种价态。从核外电子排布的角度,分析说明比稳定的原因______。
(2)将光亮的铁钉放入冷的浓硫酸中(如图所示),铁钉表面生成白色固体,经验证为硫酸盐。设计实验验证白色固体是,且一定不含。请补充实验方案:在手套箱(隔绝氧气设备)中,______。(必须使用的试剂:溶液(与反应生成蓝色沉淀)、KSCN溶液、蒸馏水)
(3)向溶液中逐滴加入少量溶液。观察到有红褐色沉淀生成,振荡后沉淀消失,最终溶液呈浅绿色。
①上述实验中,总反应的离子方程式为______。
②生成红褐色沉淀的反应为。其平衡常数K与、、的代数关系式______。
③振荡后红褐色沉淀消失的原因是______。
(4)取(摩尔质量为)的样品完全溶于水,配成100 mL溶液。取25.00 mL溶液滴加过量溶液(将还原为),充分反应后,除去过量的,用溶液滴定至终点,消耗溶液20.00 mL。则样品中的质量分数为______(写出计算过程)。已知:。
17. 乙二醇是一种重要的化工原料,可通过草酸二乙酯()热催化加氢制备。
I、制备草酸二乙酯。以、CO为原料,Pd为催化剂,制备草酸二乙酯的反应机理如图所示。
(1)反应过程中Pd呈现多种化合价,分别为______。
(2)制备草酸二乙酯的总反应方程式______。
(3)利用生成的NO,并在反应器中加入O2、C2H5OH可实现原料C2H5ONO的再生和继续循环反应,反应原理为:。在再生反应中,需要控制NO和O2物质的量之比大于4,其可能原因为______。
Ⅱ、制备乙二醇。
主反应为
反应1:
反应2:
(4)反应的______。
(5)其它条件相同,将含一定量C2H5OOCCOOC2H5、H2混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,出口处检测到C2H5OOCCOOC2H5的转化率和HOCH2COOC2H5的选择性[]随压强的变化曲线如图所示。
①在1.0~1.5MPa,随着压强增大,C2H5OOCCOOC2H5的转化率逐渐上升、HOCH2COOC2H5选择性逐渐下降。其原因是______。
②催化机理如图所示。催化剂中含量过多或过少,反应速率都会变慢。其原因是______。
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盐城市、南京市2025-2026学年度第一学期期末调研测试
高三化学
注意事项:
1.本试卷考试时间为75分钟,试卷满分100分,考试形式闭卷;
2.本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置,否则不给分;
3.答题前,务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡上。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 K 39 Fe 56
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 金属有机骨架(MOF)是一类备受关注的新型多孔材料,在气体吸附、分离等领域有广阔的应用前景。MOF-5含锌、碳、氢、氧等元素,能稳定高效捕获。下列不属于主族元素的是
A. Zn B. C C. H D. O
【答案】A
【解析】
【详解】A.锌(Zn)位于元素周期表第12列,属于过渡金属(d区元素,IB族),不属于主族元素,A符合题意;
B.碳(C)位于元素周期表第14列(IVA族),属于主族元素,B不符合题意;
C.氢(H)位于元素周期表第1列(IA族),属于主族元素,C不符合题意;
D.氧(O)位于元素周期表第16列(VIA族),属于主族元素,D不符合题意;
故答案选A。
2. 泡沫灭火器的反应原理为。下列说法正确的是
A. 的结构示意图为 B. 中子数为8的碳原子表示为
C. 中既含离子键又含共价键 D. 的空间构型为V形
【答案】C
【解析】
【详解】A.铝离子的核电荷数为13,核外有2个电子层,最外层电子数为8,结构示意图为:,A错误;
B.中子数为8的碳原子的质子数为6、质量数为14,核素的符号为:,B错误;
C.碳酸氢钠是酸式盐,化合物中既含离子键又含共价键,C正确;
D.二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为:2+(4-2×2) ×=2,孤对电子对数为:(4-2×2) ×=0,则分子的空间结构为直线形,D错误;
故选C。
3. 配制溶液并标定未知浓度的盐酸。下列实验操作规范的是
A.溶解
B.定容
C.滴定
D.读数
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶解时,玻璃棒搅拌加速溶解,A正确;
B.定容加水时,先需要用玻璃棒引流,定容至接近刻度线时,应改用胶头滴管滴加,B错误;
C.滴定时,应手持锥形瓶上端摇动锥形瓶,不能手持锥形瓶底端摇动,标准液是碳酸钠溶液,应该选用碱式滴定管,C错误;
D.读数时,眼睛平视滴定管凹液面最低点,D错误;
故选A。
4. 下列物质性质与用途具有对应关系的是
A. 具有还原性,可作漂白剂 B. MgO熔点高,可作耐高温材料
C. 受热易分解,可作氮肥 D. 是酸性氧化物,可作光导纤维
【答案】B
【解析】
【详解】A.SO2具有还原性是其化学性质,作漂白剂是其用途,但漂白作用主要归因于其漂白性(与有色物质结合或还原),还原性虽是其漂白性的基础,但性质与用途不完全直接对应,A不符合题意;
B.MgO熔点高是其物理性质,可作耐高温材料(如耐火砖)是其用途,性质与用途直接对应,B符合题意;
C.NH4HCO3受热易分解是其性质,但作氮肥是因为其含有氮元素,可提供氮营养,与分解性无关(分解性反而可能降低肥效),C不符合题意;
D.SiO2是酸性氧化物(能与碱反应)是其化学性质,作光导纤维是利用其物理性质(如高透明度、低光损耗),与酸性氧化物无关,D不符合题意;
故选B。
阅读材料,完成下列小题:
氨是生产其他含氮化合物的重要原料。工业上用氮气和氢气在高温高压和催化剂存在下合成氨。氨氧化可制备硝酸,氨也是制备肼的原料(常温下为液体,燃烧热为)。液氨可以电离成和;钠和液氨反应生成,同时放出;溶于氨水后得到深蓝色溶液,加入稀硫酸又转化为蓝色溶液。
5. 下列说法不正确的是
A. 键角: B. 第一电离能:
C. 中N原子轨道的杂化类型相同 D. 还原为时,断裂键和键
6. 对于反应,下列说法正确的是
A. 上述反应的 B. 上述反应的平衡常数
C. 每生成标况下,转移 D. 该反应属于自然固氮
7. 下列化学反应表示正确的是
A. 氨催化氧化:
B. 钠和液氨反应:
C. 肼的燃烧:
D. 氨水溶解
【答案】5. B 6. C 7. C
【解析】
【5题详解】
A.NH3为三角锥形,键角约107°;为正四面体,键角109.5°,故键角 >NH3,故A正确;
B.N 的电子排布为 1s22s22p3,2p轨道为半充满稳定结构,故第一电离能高于 O,故B错误;
C.NH3 和 中 N 原子均为 sp3杂化,杂化类型相同,故C正确;
D.N2分子含一个 σ 键和两个 π 键,还原为 NH3时需断裂 σ 键和 π 键,故D正确;
故答案为B。
【6题详解】
A.合成氨为放热反应,ΔH < 0,故A 错误;
B.合成氨的平衡常数表达式应为 K = ,故B错误;
C.标况下 22.4 L NH3为 1 mol,生成 2 mol NH3 转移 6 mol e⁻(N 从 0 价降至 -3 价),故 1 molNH3 转移 3 mol e⁻ ,故C正确;
D.该反应为工业合成氨,属人工固氮,非自然固氮,故D错误;
故答案为C。
【7题详解】
A.氨催化氧化反应为: ,故A错误;
B.钠和液氨的正确反应为 2Na + 2NH3 =2NaNH2 + H2↑,故B错误;
C.肼的燃烧热化学方程式,表达正确,故C正确;
D.氨水溶解 Cu(OH)2 应写为 ,故D错误;
故答案为C。
8. 在指定条件下,下列选项所示的物质间转化表示正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液与不能直接反应生成,应该先往溶液通入氨气,再通入,生成固体,即,固体受热分解出固体,即,A错误;
B.,,无法生成氯气,B错误;
C.,但悬浊液与蔗糖在加热条件下无法还原为Cu单质,C错误;
D.,,D正确;
故答案选D。
9. 化合物Z是一种治疗心脑血管疾病药物的中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A. X分子中所有碳原子共平面 B. 1 mol Y最多能与2 mol NaOH发生反应
C. Z分子与足量加成后产物中有4个手性碳原子 D. Z在水中溶解度比X的大
【答案】A
【解析】
【详解】A.苯环及与苯环直接相连的原子共平面,故X分子中所有碳原子共平面,A正确;
B.Y中有一个羧基,一个酚酯基,一个羧基会消耗1个NaOH,一个酚酯基会消耗2个NaOH,故1 mol Y最多能与3 mol NaOH发生反应,B错误;
C.Z中仅苯环可与氢气加成,Z分子与足量加成后产物中仅环上与酯基相连的2个碳原子为手性碳原子,C错误;
D.X可以与水形成分子间氢键,故X在水中溶解度比Z的大,D错误;
故选A。
10. 一种熔融碳酸盐燃料电池原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是
A. 电极A为正极 B. 电极B上发生还原反应
C. 电池工作时,向电极B移动 D. 电极A上参与的电极反应式为:
【答案】B
【解析】
【分析】通入氧气的电极B为正极,电极方程式为,通入的电极A为负极,电极方程式为、,据此分析。
【详解】A.根据分析,电极A为负极,A错误;
B.根据分析,电极B为正极,发生还原反应,B正确;
C.电池工作时,往负极即电极A移动,C错误;
D.电极A上参与的电极反应式为:,D错误;
故选B。
11. 室温下,根据下列实验过程及现象,对应的实验结论不正确的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
向的盐酸中加入锌粒,产生气泡,再滴入2滴的溶液,产生气泡的速率增大
形成原电池加快化学反应速率
B
向溶液中滴加几滴溴水,振荡产生淡黄色沉淀
氧化性:
C
将1-溴丁烷、乙醇和烧碱的混合物加热,产生的气体充分水洗后,再通入酸性溶液中,溶液褪色
1-溴丁烷发生了消去反应
D
用pH试纸分别测定溶液和溶液pH,溶液pH大
结合能力:
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.向盐酸中加入锌粒产生气泡是与发生反应生成,滴加后气泡速率增大,是因为被还原为Cu,在锌表面形成Zn-Cu原电池,使与反应加快,结论正确,A正确;
B.溴水与反应生成淡黄色硫沉淀,表明可以氧化生成 S,则氧化性(氧化剂的氧化性大于氧化产物),结论正确,B正确;
C.1-溴丁烷在乙醇和NaOH中加热发生消去反应生成烯烃,气体水洗去除乙醇后通入酸性,烯烃使其褪色,结论正确,C正确;
D.未明确溶液与溶液的浓度,则溶液的大不能说明水解程度更大,结合能力更强,应通过测定相同物质的量浓度的溶液和溶液的,确定、的水解程度及结合能力,D不正确。
故选D。
12. 室温下,锰钴矿渣(含Fe、Mn、Co等的氧化物)用硫酸酸浸后,提取金属元素的过程如下所示。
已知。下列说法不正确的是
A. 溶液中:
B. “沉铁”时可能发生的反应为
C. “沉钴”后溶液中:
D. “沉铁”和“沉钴”后的滤液中一定存在:
【答案】D
【解析】
【分析】锰钴矿渣(含Fe、Mn、Co等的氧化物)用硫酸酸浸后,转化为相应的硫酸盐,加入碳酸钠溶液后,硫酸铁与碳酸钠溶液反应双水解反应生成FeOOH沉淀和二氧化碳,过滤,向滤液中加入硫化钠溶液生成CoS除去,得到硫酸锰溶液,据此分析回答。
【详解】A.碳酸钠溶液中存在质子守恒:,A正确;
B.由分析可知,硫酸铁与碳酸钠溶液反应双水解反应生成FeOOH沉淀和二氧化碳,反应的化学方程式为:,B正确;
C.“沉钴”后的溶液为CoS的饱和溶液,不是氢氧化钴的饱和溶液,对于CoS的饱和溶液而言,氢氧根离子浓度偏小,则,C正确;
D.“沉铁”和“沉钴”过程中均加入钠盐,“沉铁”和“沉钴”后的滤液中一定存在钠离子,加入溶液的体积未知,无法确定钠离子浓度的大小,D错误;
故答案为:D。
13. 丙烷与适量混合反应脱氢生产丙烯的主要反应为:
反应I
反应Ⅱ
条件下,和反应达平衡状态时,体系中、CO和的体积分数随温度变化如图所示(不考虑副反应对、CO和体积分数的影响)。下列说法正确的是
A. 曲线c表示
B. 850℃反应达平衡状态时,反应Ⅱ平衡常数
C. 其他条件不变,再充入可以提高的平衡转化率
D. 减压或使用高效催化剂有利于增大丙烯的平衡产率
【答案】B
【解析】
【分析】根据初始状态下投入和可知,曲线表示,曲线表示,分解生成等量的和,但生成的还会与反应消耗,故的体积分数会大于,故曲线表示,曲线表示,生成的和等量,故曲线既表示又表示,据此回答。
【详解】A.根据分析可知,曲线c表示,A错误;
B.850℃反应达平衡状态时,曲线和曲线相交,故、CO和的体积分数相同为,的体积分数为,同温同压下,体积之比等于物质的量之比,故反应Ⅱ平衡常数,B正确;
C.其他条件不变,增加一种反应物的浓度或分压,平衡向正反应方向移动,但该反应物自身的转化率降低,再充入会降低的平衡转化率,C错误;
D.减压会使平衡正向移动,有利于增大丙烯的平衡产率,但高效催化剂不会改变转化率增大丙烯的平衡产率,D错误;
故选B。
二、非选择题:共4题,共1分。
14. 金纳米团簇作为一种新型材料备受关注。从精炼铜的阳极泥中回收金(Au)的流程如下所示:
已知:①硫脲易溶于水,具有还原性。②
(1)“浸取”时,硫脲作为配位剂。
①阳极泥中Au转化为的离子方程式为______。
②加入适量可提高Au的浸取率。其它条件相同,Au浸取率和溶液中的关系如图所示。当时,Au浸取率随增加而下降的原因是______。
(2)“萃取”时,用HR作为萃取剂提纯一定浓度的溶液,原理如下:。
①实验测得一定条件下Au萃取率和溶液pH的关系如图所示。
当溶液pH为4.5时萃取率最高的原因是______。
②已知一定条件下,HR萃取的分配系数为3,该条件下,向浸取液中加入25.0 mL HR溶液,充分萃取后水相中浓度为______。
(3)“置换”后,除去金粉中所含金属杂质的物理方法为______。
(4)一种最稳定的负载型纳米金团簇分子具有完美的对称性其结构如图所示,该金团簇分子中有______种不同化学环境的金原子。
【答案】(1) ①. ②. 氧化,浓度下降,Au浸取率下降
(2) ①. pH小于4.5时,pH升高,降低,萃取正向进行程度增大,导致Au萃取率增大;pH大于4.5时,pH升高,溶液中升高,和结合生成AuOH,导致金的萃取率下降 ②. 2.50
(3)用磁铁吸引 (4)3
【解析】
【分析】精炼铜的阳极泥含有金单质,该流程是回收精炼铜的阳极泥中的金(Au)。将含有金的阳极泥在稀硫酸、氧气和硫脲作配位剂的条件下反应生成,然后加入HR作萃取剂,发生,再加入盐酸反萃取得到,最后加铁粉置换可得金(Au)。
【小问1详解】
①浸取时在稀硫酸、氧气和硫脲作配位剂的条件下发生反应,Au被氧气氧化,结合硫脲形成,Au为正一价,一摩尔氧气转移4摩尔电子,故方程式为;②由已知①可知硫脲有还原性,有氧化性,当浓度过高时,氧化,浓度下降,Au浸取率下降;
【小问2详解】
①已知萃取原理为,结合图像可知,pH等于4.5时萃取率最高;pH小于4.5时,随着pH升高,降低,萃取正向进行程度增大,导致Au萃取率增大;pH大于4.5时,pH升高,溶液中升高,和结合生成AuOH,导致金的萃取率下降;
②已知溶液为,则该溶液含有,已知HR萃取的分配系数为3,即=3,则,金的物质的量与质量成正比,故该比例也适用于质量比,设水相中金离子的质量为m,则有机相中金离子的质量为3m,则有,得,则;
【小问3详解】
置换步骤中加入过量铁粉,铁具有磁性,而金无磁性,故可用磁铁吸引除去金粉中所含金属杂质;
【小问4详解】
该纳米金团簇分子具有完美的对称性,该金团簇分子中有3种不同化学环境的金原子,分别是位于最外层顶点上的金原子、中层骨架位置的金原子和处于团簇最核心位置的金原子,共3种金原子。
15. 化合物E具有良好的抗肿瘤和抗菌活性,其一种合成路线如下:
(1)A分子中含氧官能团名称为______。
(2)C→D反应类型是______。
(3),X→C中有HCl生成。则X的结构简式为______。
(4)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式:______。
①含两个苯环,能发生银镜反应、能与溶液发生显色反应;
②碱性条件下水解后酸化,含苯环的化合物有4种不同化学环境的氢原子。
(5)已知:苯环上有烷基时,新的取代基主要取代在烷基的邻位或对位;苯环上有羧基时,新的取代基主要取代在羧基的间位。
写出以为原料合成的合成路线流程图______ (无机试剂和流程中的有机试剂任用,合成路线示例见本题题干)。
【答案】(1)羧基、醚键
(2)还原反应 (3)
(4) (5)
【解析】
【小问1详解】
中含氧官能团名称为羧基、醚键;
【小问2详解】
C()生成D( ),不饱和度减少,发生还原反应;
【小问3详解】
所以X的结构简式为;
【小问4详解】
E()除了2个苯环外,还有4个碳原子,3个氧原子和1个不饱和度,E的同分异构体能发生银镜反应,且碱性条件可以水解,则其含有甲酸酯基;且能与溶液发生显色反应,则E的同分异构体含有酚羟基;E的同分异构体有4种不同化学环境的氢原子,则其为对称结构,所以E的同分异构体结构简式为
;
【小问5详解】
以为原料合成,和Br2发生取代反应生成 ,氧化生成 ,发生已知的分步反应生成; ,发生羰基加成生成 ,缩聚生成产物,合成路线的流程图为
。
16. 铁的化合物种类繁多。
(1)Fe元素在化合物中常表现+2、+3两种价态。从核外电子排布的角度,分析说明比稳定的原因______。
(2)将光亮的铁钉放入冷的浓硫酸中(如图所示),铁钉表面生成白色固体,经验证为硫酸盐。设计实验验证白色固体是,且一定不含。请补充实验方案:在手套箱(隔绝氧气设备)中,______。(必须使用的试剂:溶液(与反应生成蓝色沉淀)、KSCN溶液、蒸馏水)
(3)向溶液中逐滴加入少量溶液。观察到有红褐色沉淀生成,振荡后沉淀消失,最终溶液呈浅绿色。
①上述实验中,总反应的离子方程式为______。
②生成红褐色沉淀的反应为。其平衡常数K与、、的代数关系式______。
③振荡后红褐色沉淀消失的原因是______。
(4)取(摩尔质量为)的样品完全溶于水,配成100 mL溶液。取25.00 mL溶液滴加过量溶液(将还原为),充分反应后,除去过量的,用溶液滴定至终点,消耗溶液20.00 mL。则样品中的质量分数为______(写出计算过程)。已知:。
【答案】(1)价电子排布式为,处于半满状态,的价电子排布式为,比稳定
(2)取出铁钉,刮取铁钉上的少量固体,用蒸馏水溶解,取少量溶液,加入溶液,有蓝色沉淀生成;另取少量溶液加入KSCN溶液,无明显现象
(3) ①. ②. ③. 氧化四价硫使溶液的酸性增强,沉淀溶解
(4)
【解析】
【小问1详解】
价电子排布式为,处于半满状态,的价电子排布式为,比稳定
【小问2详解】
设计实验验证白色固体是,且一定不含。请补充实验方案:在手套箱(隔绝氧气设备)中,取出铁钉,刮取铁钉上的少量固体,用蒸馏水溶解,取少量溶液,加入溶液,有蓝色沉淀生成,说明含有;另取少量溶液加入KSCN溶液,无明显现象,说明一定不含。
【小问3详解】
①溶液还原,故反应的离子方程式为:;
②;
③振荡后红褐色沉淀消失的原因是氧化四价硫使溶液的酸性增强,沉淀溶解
【小问4详解】
根据方程式可知,以及铁原子守恒,故,故样品中的质量分数为。
17. 乙二醇是一种重要的化工原料,可通过草酸二乙酯()热催化加氢制备。
I、制备草酸二乙酯。以、CO为原料,Pd为催化剂,制备草酸二乙酯的反应机理如图所示。
(1)反应过程中Pd呈现多种化合价,分别为______。
(2)制备草酸二乙酯的总反应方程式______。
(3)利用生成的NO,并在反应器中加入O2、C2H5OH可实现原料C2H5ONO的再生和继续循环反应,反应原理为:。在再生反应中,需要控制NO和O2物质的量之比大于4,其可能原因为______。
Ⅱ、制备乙二醇。
主反应为
反应1:
反应2:
(4)反应的______。
(5)其它条件相同,将含一定量C2H5OOCCOOC2H5、H2混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,出口处检测到C2H5OOCCOOC2H5的转化率和HOCH2COOC2H5的选择性[]随压强的变化曲线如图所示。
①在1.0~1.5MPa,随着压强增大,C2H5OOCCOOC2H5的转化率逐渐上升、HOCH2COOC2H5选择性逐渐下降。其原因是______。
②催化机理如图所示。催化剂中含量过多或过少,反应速率都会变慢。其原因是______。
【答案】(1)0、+1、+2
(2)
(3)过量的O2氧化催化剂Pd,使催化剂中毒;也可能氧化C2H5ONO,影响C2H5ONO的再生和后续循环反应
(4)
(5) ①. 增大压强,反应1、反应2的速率都加快,C2H5OOCCOOC2H5转化率逐渐上升;反应2速率增加幅度大于反应1增加的幅度,HOCH2COOC2H5选择性逐渐下降 ②. Cu0含量过多,Cu+吸附C2H5OOCCOOC2H5的量少;Cu0含量过少,Cu0吸附H2的量少,生成H的量少;两者都会使反应速率变慢
【解析】
【小问1详解】
由题干反应历程图可知,反应过程中Pd呈现多种化合价,其中Pd为0价,PdOC2H5中为+1价,Pd(OC2H5)2和Pd(COOC2H5)2中均显+2价,故答案为:0、+1、+2;
【小问2详解】
由题干反应历程图可知,制备草酸二乙酯的反应物为:CO和C2H5ONO,生成物为:C2H5OOCCOOC2H5和NO,Pd为催化剂,其余物质均为中间产物,故该转化的总反应方程式;
【小问3详解】
根据反应原理为:可知,在再生反应中,NO和O2的物质的量之比为4,若小于4即O2过量,此时可能部分O2氧化催化剂Pd使其失去催化活性,同时过量的O2还可能氧化C2H5ONO,而影响C2H5ONO的再生和继续循环反应,故需要控制NO和O2物质的量之比大于4,故答案为:过量的O2氧化催化剂Pd,使催化剂中毒;也可能氧化C2H5ONO,影响C2H5ONO的再生和后续循环反应;
【小问4详解】
由题干信息已知:反应1: ,反应2: ,则反应1+反应2可得反应,根据盖斯定律可知,=(-102kJ/mol)+49.6kJ/mol=-52.4;
【小问5详解】
①在1.0~1.5MPa,随着压强增大,反应1和反应2中反应物、生成物浓度均增大,反应1和反应2的反应速率均加快,C2H5OOCCOOC2H5转化率逐渐上升,但反应2速率增大幅度大于反应1增加幅度,导致HOCH2COOC2H5选择性逐渐下降,故答案为:增大压强,反应1、反应2的速率都加快,C2H5OOCCOOC2H5转化率逐渐上升;反应2速率增加幅度大于反应1增加的幅度,HOCH2COOC2H5选择性逐渐下降;
②由题干Cu(Cu0、Cu+)/SiO2催化机理图可知,Cu0吸附H2,生成的H原子转移到Cu+上,与吸附在Cu+上的C2H5OOCCOOC2H5反应生成HOCH2CH2OH,则催化剂中Cu0含量过多或过少,反应速率都会变慢,其原因是Cu0含量过多,Cu+吸附C2H5OOCCOOC2H5的量少;Cu0含量过少,Cu0吸附H2的量少,生成H的量少;两者都会使反应速率变慢。
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